ГИБКАЯ ПОДПОРНАЯ СТЕНКА Российский патент 2006 года по МПК E02B3/06 E02B3/12 

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано в качестве берегоукрепительных конструкций в размываемых руслах рек, каналов, откосов дамб, предназначенных для самых различных назначений, и других сооружениях.

Известно устройство крепления откоса земляного сооружения [1], содержащее уложенное на откосы синтетическое фильтровое покрытие, удерживающие элементы и слой каменной наброски. Удерживающие элементы выполнены в виде ригелей, стоек с шарнирами, канатов, сетки и ограничителей. Каменная наброска выполнена в виде гравия. Нижние концы стоек шарнирно присоединены к ригелю, а их верхние концы к канату. На канате присоединена сетка. Один из концов каната прикреплен к ригелю, а другие их свободные концы натянуты за счет приложения усилия, и стойки и ригели соединены К-ограничителями. Между покрытием и сеткой уложен слой каменной наброски. Слой гравия защищает покрытие от динамического волнового воздействия. В свою очередь, он надежно защищен сеткой, удерживаемой в заданном положении канатами. Недостатки данного технического решения следующие:

- крепление непосредственно контактирует с потоком жидкости и влекомыми наносами и поэтому может подвергаться быстрому истиранию и разрушению в короткие сроки;

- конструкция представляет из себя достаточно сложное техническое решение, что делает ее ненадежной в работе и дорогой по стоимости;

- эффективность применения крепления значительно снижается в случае, когда в реке или канале имеют место большие колебания уровня воды, колебания скорости и расхода потока;

- данное техническое решение не эффективно для применения в тех случаях, когда местным строительным материалом является деревья или кустарник.

Наиболее близким техническим решением является гибкая подпорная стенка [2], установленная на спланированную поверхность, которая наполняется камнем равными слоями. Недостатками данного технического решения являются:

- жесткость конструкции габиона недостаточная, так как нет связи между слоями внутри габиона и между габионами;

- форма каркаса габиона является изменяемой;

- несущая способность на изгиб и на сдвиг такой конструкции достаточно низкая;

- в экономическом отношении оно не является благоприятным техническим решением.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности защиты берегов русел рек от размыва и долговечности срока службы берегоукрепительного сооружения.

Поставленная цель достигается тем, что на размываемом берегу устанавливается гибкая подпорная стенка (фиг.1). При этом высота ее зависит от морфологических элементов потока и русла. Гибкая подпорная стенка (фиг.2) собирается механически, путем скрутки проволочных концов, распорных элементов, вокруг арматуры, которые образуют узлы треугольной призмы. Так, последовательно присоединяя распорные элементы к арматуре, высоту гибкой подпорной стенки можно наращивать до любых размеров. При этом поперечное сечение этого сооружения, представляющее из себя фермы, будет треугольным. Система ферм снаружи, с напорной стороны, обматывается сеткой, а потом бетонируется.

Распорный элемент состоит из защитного бетона, в котором находится проволока. В качестве проволоки может использоваться катанка диаметром 5-6 мм. В качестве арматуры - сталь А 111 диаметром 12-16 мм. В качестве заполнителя можно использовать высокопрочный бетон М 250-300. Проволочные концы распорных элементов (фиг.1,2) для усиления механического крепления к арматуре соединяются специальными приспособлениями. Внутреннее пространство гибкой подпорной стенки заполняется камнем (фиг.2). Треугольная призма уложена вдоль реки, одной плоскостью на дно реки.

Поток воды, протекая вдоль гибкой подпорной стенки, подмывает гибкий «фартук», который, подмываясь, опускается и является надежной защитой от подмыва гибкой подпорной стенки.

Гибкий «фартук» шарнирно соединен с гибкой подпорной стенкой и изготавливается путем укладки сетки разматыванием рулонов поперек направления течения потока и соединением рулонов между собой обвязочной проволокой. После чего образованный ковер из сетки покрывается бетоном толщиной 10-20 см.

На фиг.1 изображен продольный разрез гибкой подпорной стенки с вертикальной стенкой; на фиг.2 - продольный разрез гибкой подпорной стенки с наклонной стенкой; на фиг.3 - узел А на фиг 2; на фиг.4 - распорный элемент, аксонометрия.

На размываемом берегу 1 установлена гибкая подпорная стенка 2, состоящая из распорных элементов 3. Распорный элемент 3 состоит из защитного бетона 4, в котором находится проволока 5. Проволочные концы 6 распорных элементов 3 механически прикрепляются к арматуре 7. Внутреннее пространство заполняется камнем 8, а с напорной стороны гибкой подпорой стенки 2 имеется армобетонное покрытие 9, состоящее из сетки 10 и бетона 11. Для предотвращения подмыва стенки предусмотрен гибкий «фартук» 12.

Гибкая подпорная стенка сооружается и работает следующим образом. На размываемом берегу 1 устанавливается сборная гибкая подпорная стенка 2 (фиг.1). При этом ее высота зависит от морфологических элементов потока и русла. Гибкая подпорная стенка 2 (фиг.2) собирается механически, путем скрутки проволочных концов 6, распорных элементов 3, вокруг арматуры 7, которые образуют узлы. Распорный элемент 3 состоит из защитного бетона 4, в котором находится проволока 5. Проволочные концы 6 распорных элементов 3 (фиг.1,2) для усиления механического крепления к арматуре 7 соединяются специальными приспособлениями. Так, последовательно присоединяя распорные элементы 3 к арматуре 7, высоту гибкой подпорной стенки 2 можно наращивать до любых размеров. При этом поперечное сечение представляет собой ферму треугольной формы с вертикальным или наклонным армобетонным покрытием 9. Армобетонное крепление изготавливается бетонированием сетки 10 бетоном 11. Внутреннее пространство гибкой подпорной стенки 2 заполняется камнем 8 (фиг.2). Треугольная призма уложена вдоль реки, одной плоскостью на дно реки.

С передней стороны гибкой подпорной стенки 2 предусмотрен гибкий «фартук» 12, который присоединен к ней шарнирно. Длина гибкого «фартука» 12 определяется по разработанным методическим рекомендациям.

Поток воды, протекая вдоль гибкой подпорной стенки 2, может подмывать гибкий «фартук», который, опускаясь вниз, будет надежной защитой от подмыва. Конструктивно гибкий «фартук» состоит из сетки 10 и бетона 11.

Гибкость является огромным достоинством этого сооружения, так как оно находится в воде, и избежать деформаций дна и основания невозможно, а это повлечет и деформацию сооружения, что не является опасным для такого типа береговой защиты.

Предлагаемое техническое решение имеет ряд достоинств перед другими, ранее известными. В предлагаемом техническом решении можно использовать местный строительный материал, который является наиболее дешевым и доступным.

Предлагаемое техническое решение дешевле известных аналогичных из-за использования местного строительного материала. При этом долговечность этих сооружений больше ранее известных аналогичных технических решений.

В экологическом отношении это наиболее благоприятный вариант решения проблемы защиты берегов от размыва.

Источники информации

1. A.c. 1461821 СССР, МКИ Е 02 D 17/20 Устройство для крепления откоса земляного сооружения. / Шкундин Б.М. и Новожилов А.П. (СССР); Заяв. 04.03.87; опубл. 28.02.89, Бюл. №8 (Аналог).

2. Патент РФ №2211287 С2, МПК Е 02 D 29/02 опубл. 27.08.2003 (прототип).

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано в качестве берегоукрепительных конструкций в размываемых руслах рек, откосов дамб, предназначенных для различных назначений, и других сооружениях. Гибкая подпорная стенка представляет собой призматическую конструкцию, содержащую камни, сетку и не изменяемые треугольные фермы. Поперечные сечения гибкой подпорной стенки представляют собой треугольные фермы, собранные из распорных элементов, состоящих из защитного бетона, в котором находится проволока, в треугольники путем скручивания проволочных концов распорных элементов вокруг поперечной арматуры с образованием узлов треугольной призмы. Снаружи, с напорной стороны, треугольная призма имеет одну армобетонную плоскую грань, состоящую из сетки и бетона, а внутреннее пространство треугольной призмы заполнено камнем. Треугольная призма уложена вдоль реки одной плоскостью на дно реки. Верховой откос стенки может быть вертикален или наклонен к горизонту. В верхнем бьефе к стенке шарнирно присоединен гибкий фартук. Повышается эффективность и надежность защиты берегов русел рек от размыва и долговечность срока службы берегоукрепительного сооружения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гибкая подпорная стенка, представляющая собой призматическую конструкцию, содержащую камни, сетку и неизменяемые треугольные фермы, отличающаяся тем, что поперечные сечения гибкой подпорной стенки представляют собой треугольные фермы, собранные из распорных элементов, состоящих из защитного бетона, в котором находится проволока, в треугольники путем скручивания проволочных концов распорных элементов вокруг поперечной арматуры с образованием узлов треугольной призмы, причем снаружи с напорной стороны треугольная призма имеет одну армобетонную плоскую грань, состоящую из сетки и бетона, а внутреннее пространство треугольной призмы заполнено камнем, при этом треугольная призма уложена вдоль реки одной плоскостью на дно реки.2. Стенка по п.1, отличающаяся тем, что ее верховой откос вертикален.3. Стенка по п.1, отличающаяся тем, что ее верховой откос наклонен к горизонту.4. Стенка по п.1, отличающаяся тем, что в верхнем бьефе к ней шарнирно присоединен гибкий фартук.